Simulador de pulmão leva tratamento de bebês para adultos

O primeiro modelo de computador que prevê o fluxo de medicamento líquido nos pulmões humanos está fornecendo uma nova luz para o tratamento da síndrome respiratória aguda.

Pesquisadores da Universidade de Michigan (EUA) e da Escola Politécnica da França estão usando a nova tecnologia para descobrir por que um tratamento que salva a vida de bebês prematuros não tem tido sucesso em adultos.

Síndrome respiratória aguda

A síndrome respiratória aguda, ou SAR, é uma inflamação das vias respiratórias com risco de vida - e efetivamente mata milhares de adultos anualmente. É muito comum que os pacientes com lesão pulmonar ou sepse tenham uma inflamação de todo o corpo causada pela infecção.

O tratamento, chamado Terapia de Reposição do Surfactante Pulmonar, insere um medicamento líquido nos pulmões e facilita sua inflação. É amplamente usado para tratar uma condição semelhante em bebês prematuros, que às vezes sofrem com a falta de surfactante necessário para expandir os pulmões, mas as tentativas de usá-lo em adultos foram, na maior parte, malsucedidas, apesar de quase duas décadas de pesquisa.

O novo modelo dos pulmões adultos, que são muito maiores, trouxe uma perspectiva de engenharia para o problema, revelando em uma imagem tridimensional como exatamente o medicamento surfactante flui nos pulmões dos pacientes.

Modelo de computador projeta a quantidade de medicamento surfactante injetado no pulmão humano adulto. As bolhas coloridas representam o medicamento surfactante; as áreas vermelhas recebem a maior parte dos medicamentos, enquanto as áreas azuis recebem a menor.
[Imagem: James Grotberg/U-M]

Dose e concentração

Quando as simulações foram concluídas, a equipe rapidamente percebeu um detalhe essencial: uma versão menos concentrada do medicamento faz efeito. A espessura, ou viscosidade, dos líquidos também importa, uma vez que diferentes tipos de medicamento surfactante podem ser fabricados com diferentes viscosidades.

A equipe acredita que os médicos poderão utilizar a tecnologia de modelagem para otimizar a medicação para pacientes individuais, executando simulações personalizadas de pulmões dos pacientes, e então alterar variáveis como volume, viscosidade, posição do paciente e taxa de fluxo de medicamento para explicar diferentes tamanhos e condições médicas pulmonares.

"Criamos este modelo para ser simples, de modo que pode fornecer resultados rápidos, sem a necessidade de equipamento especializado", disse Cheng-Tai Feng, que escreveu o código inicial para o modelo computadorizado. "Um médico pode executá-lo em um simples PC e criar uma simulação personalizada para um paciente em estado crítico em cerca de uma hora."